Question

【題目】C、N、O、P、S、Cl、Cu、Zn八種元素的單質及化合物在現代工業生產中有著廣泛的應用，請回答下列問題：

(1)第一電離能：Zn_______Cu（填“>”或“<”下同）電負性S ______Cl。

(2)寫出基態Cu原子的價電子排布式_________________

(3)SO3的空間構型是________________ ，白磷P4分子呈正四面體結構，P原子位于正四面體的四個頂點，則P原子的雜化形式為_________________。

(4)與SCN—互為等電子體的微粒有_________________________(任寫兩種)。

(5)NH3、PH3、AsH3三者的沸點由高到低的順序是___________，原因是______________。

(6)Cu與Cl形成的一種化合物的晶胞結構如圖所示(黑點代表銅原子)。

①該晶體的化學式為_________。

②已知該晶體中Cu原子和Cl氯原子之間的最短距離apm且恰好為體對角線的，阿伏伽德羅常數為NA，則該晶體的密度為__________________g/cm3(列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】> < 3d104s1 平面三角形 sp3雜化 OCN-、CS2、CO2、N2O NH3>AsH3>PH3 三者均為結構相似的分子晶體，熔沸點高低由相對分子質量決定，且NH3存在分子間氫鍵，因此NH3熔沸點反常，比另外兩種氫化物的熔沸點高 CuCl

【解析】

(1)軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定，失去電子需要的能量較大；

元素的非金屬性越強，其相應的電負性就越大；

(2)Cu是29號元素，根據構造原理書寫其核外電子排布式；

(3)根據價電子對互斥理論判斷微粒的空間構型和原子的雜化方式，價層電子對數=σ鍵數+孤電子對數；

(4)根據等電子體的含義分析；

(5)NH3分子之間形成了氫鍵，PH3、AsH3沸點根據分子間作用力強弱分析判斷；

(6)①用均攤法計算該晶體的化學式；

②先計算晶胞參數，然后根據密度公式ρ=計算該晶體的密度。

(1)當原子核外的軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定，失去電子需要的能量較大，Zn原子軌道中電子處于全滿狀態，Cu失去一個電子內層電子達到全充滿穩定狀態，所以Cu較Zn易失電子，因此第一電離能Cu＜Zn；

元素的非金屬性越強，其電負性就越大。由元素的非金屬性Cl>S，可知電負性Cl>S；

(2)Cu是29號元素，根據構造原理可得基態Cu原子的價電子排布式為3d104s1；

(3)SO3分子中價層電子對數=σ鍵數+孤電子對數=3+(6-3×2)=3，是S原子采用sp2雜化，為平面三角形結構；白磷P4分子呈正四面體結構，P原子形成3個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為4，所以P原子的雜化形式為sp3雜化；

(4)原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體，據此可知與SCN-互為等電子體的微粒有OCN-、CS2、CO2、N2O；

(5)NH3、PH3、AsH3都是由分子構成的物質，在固態時屬于分子晶體。由于NH3分子之間形成了氫鍵，增加了分子之間的吸引力，使其熔沸點在同族元素形成的氫化物中最高；而PH3、AsH3結構相似，由于相對分子質量PH3<AsH3，相對分子質量越大，分子間作用力越大，克服分子間作用力使物質熔化、氣化需要的能量就越高，物質的熔沸點就越高，所以沸點PH3<AsH3，則NH3、PH3、AsH3三者的沸點由高到低的順序是NH3>AsH3>PH3；

(6)①該晶體中含有的Cu原子個數是8；含有的Cl原子個數是，Cu、Cl原子個數比為1:1，因此該晶體的化學式為CuCl；

②該晶體中Cu原子和Cl氯原子之間的最短距離apm且恰好為體對角線的，則晶胞體對角線為4apm，假設晶胞參數為x，則x=4apm，所以x=pm，晶胞體積V=x3，晶胞的質量為m=，則該晶體的密度為ρ==g/cm3。